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摘要：静钻根植桩是近年兴起的一种桩基类型，该桩型避免了传统预制桩施工工艺的挤土效应，也避免了钻孔灌注桩桩周泥皮和桩端沉渣的情况。在高层建筑、桥梁均能体现静钻根植桩的特点和优势，充分发挥了桩身的抗压、抗拔、抗水平力能力，是一种综合效益十分显著的桩型。
关键词：静钻根植桩；竹节桩；复合配筋桩；扩底桩
1 引言
桩基础是软土地区高层建筑、桥梁等的主要基础形式，目前在软土地区常用的桩型主要有预制桩和钻孔灌注桩。预制桩主要有锤击和静压两种传统沉桩方法，挤土效应明显，锤击法施工会产生噪声及油烟污染，对周边环境造成较大影响。钻孔灌注桩由于现场浇筑混凝土，施工质量波动相对较大，且泥浆排放会已经成为社会问题，同时其资源消耗大，与低碳节能的发展趋势相违背。
静钻根植桩是近几年兴起的一种桩型，该桩型避免了传统预制桩的挤土效应，对预制桩没有任何损伤，也避免了钻孔灌注桩桩周泥皮和桩端沉渣问题，施工质量稳定可靠，施工速度快。目前该桩型已成为埋入式桩的主流桩型，具有广阔的发展前景和空间。
2 静钻根植桩在高层建筑中的应用
2.1 工程概况
宁波东城国贸中心位于浙江省宁波市高新区，地上为18层办公楼，地下为全埋式单层汽车库。地基基础设计等级为甲级，建筑桩基设计等级为甲级。单柱最大轴力标准值约16000kN，部分柱下需布置抗拔桩，单柱最大设计拔力标准值约400kN。
2.2桩型选择
结合竖向荷载传递的规律，静钻根植桩桩型设计通常在上部采用等截面的PHC桩，在下部采用变截面的竹节桩（PHDC），竹节桩的使用，增强了桩身与水泥土的握裹力，消弱了应力集中现象，使得桩身和桩端扩大部分形成总体，共同受力。
本工程静钻根植桩上节和中段采用先张法预应力管桩型号为PHC-600AB(130)14、15、15；下节桩采用竹节桩，型号为PHDC 650-500(100)AB-650/500-15 C80。
2.3 静载试验
根据规范[１]第3.3.1条的要求，施工前采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值。沉桩完成28天后，对该场地4枚设计试桩进行竖向抗压静载试验，加载方式采用慢速维持荷载法，要求最终加载值不小于7200kN，Q-s曲线见图1。检测结果为4枚设计试桩承载力均达到设计要求。因本工程部分桩为抗拔桩，施工前设计要求做两枚抗拔静载设计试桩，配桩桩长等同抗压设计试桩，要求最终加载值不小于900kN。Q-s曲线见图2。检测结果为2枚抗拔设计试桩承载力均达到设计要求。说明本工程所取单桩抗压承载力特征值、单桩抗拔承载力特征值可靠。
从Q-S曲线分析可知，在达到理论极限承载力后，曲线均为缓变型，且部分变形为桩身压缩变形。单桩竖向承载力特征值取3550 kN，单桩竖向抗拔承载力特征值均取400 kN均具有一定的安全储备。
从沉降观测数据分析可知，总沉降量较小，最大累计沉降量为6mm，小于静载试验时的沉降量，沉降均匀且逐步趋于稳定。抗压承载力静载试验是在工程完成后28天进行的，此时水泥土的强度尚未达到100%，根据规范[２]规定，水泥土强度宜取90天龄期试块的立方体抗压强度，因此在主体结构施工过程中，随着桩周及桩端水泥土强度的提高，桩的竖向抗压承载力有一定程度的提高，桩的实际沉降量小于抗压承载力静载试验时的沉降，也说明按照28天进行承载力试验，桩的承载力取值有一定的安全储备。
3 静钻根植桩在桥梁中的应用
3.1 工程概况
上海S26公路东延伸（G15-G1501）新建工程位于上海市青浦区，西起G1501上海绕城高速公路，东至G15沈海高速公路，为全程高架，高架下为双向地面道路（桥梁），线路全长约10.6km。在该工程的中新艾祈江桥进行了静钻根植桩的应用。
3.2桩型选择
本工程桩端持力层均为7-2粉砂层，理论极限抗压承载力为11467kN。
自桩底到桩顶的配桩方式：PHDC800-600（110）AB-15+PHC800（110）AB-16+ PHC800（130）AB-16+PRHC800（130）Ⅱ-15，桩长为62m。根据规程[３]规定钻孔直径比桩直径大100~150mm，本工程钻孔直径取900mm，扩底直径取1350mm，扩底高度取3000mm。
3.3 静载试验
为了检验静钻根植桩的竖向抗压极限承载力，进行单桩竖向抗压静载试验，桩的Q-s曲线为缓变型，无明显转折点。加载到11600kN后，最终沉降量为45.75mm，因此其竖向抗压极限承载力可取为11600kN，满足设计要求。由于桩较长，桩顶沉降量部分为桩身弹性压缩变形，桩尚未达到极限状态，竖向抗压极限承载力取11600kN具有一定的安全储备。
水平静载试验为单向多循环水平静载试验，H-t -Y0曲线及H-ΔY0/ΔH曲线见图３。
由上述曲线可判定水平临界荷载Hcr为240 kN，加载至390kN时，未见第二拐点，水平极限荷载大于390kN。水平承载力满足设计要求。
5 结论
（1）静钻根植桩通过桩端扩底和全桩长注浆，大幅度提高了桩端、桩侧阻力，发挥了预制桩高强度的特点，充分发挥桩基础承载能力。
（2）静钻根植桩在高层建筑、桥梁等对桩基础抗压、抗拔、抗水平承载力要求较高的工程中具有良好的适用性。
（３）静钻根植桩与灌注桩相比，由于其施工的高效性及质量的全过程可控性，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1] JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》[S], 北京: 中国建筑工业出版社, 2003.
[2] JGJ79-2012《建筑地基处理技术规范》[S], 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.
[3] DBJ/CT179-2013《静钻根植桩应用技术规程》[S], 上海: 上海市建筑建材市场管理总站, 2013.
论文作者:陈洪雨
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/29
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